#03. GORAS

TEAM "GOMAS"

우리 팀 명은 원래 GORAS로 정해졌는데, Goal Oriented Robot and Sensor-based Teams 의 앞글자를 따서 만들었다.

그러나 프로젝트를 하다보니, 센서 대신 Multiagent 에 더 집중하게 되어서, 나중에는 GOMAS(Goal Oriented Multi-Agent System) 로 개명을 하였다.

K-SW 프로젝트를 하는 4개월동안 진행하였고, 에릭교수님 연구실에서 박사과정을 하고 계신 분께 지도를 받았다.

최종적으로 IRC 2018 컨퍼런스의 CHARMS 워크샵에 논문을 게제하고 발표하였다.

[1] Introduction

Multi-Agent Systems : 주어진 미션을 수행하기 위해 함께 협동하는 요소들의 집약체

쉽게 생각해서, 수많은 미니언들이 "로켓을 만들자!!" 는 Mission 을 공유하고 있으며, 이 미션을 달성하였다고 판단하기 위해서는 로켓제작 완료, 모의 시뮬레이션 완료, 각종 테스트 완료 등등의 세부 Goal 들이 존재한다.  이 때, "로켓제작 완료" 라는 Goal 을 달성하기 위해서는, 설계도 만들기, 부품 제작, 조립 등등의 Task 들이 필요하다. 

즉, 전체적으로 Mission -> Goal -> Task 의 Tree 구조를 가지고 있다.

여기서 주의해야 할 포인트는, Goal은 우리가 원하는 '상태(State)'를 의미하고, Task는 해당 상태를 달성하기 위해 필요한 '행동(Action)' 을 의미한다. 에이전트들은 이 Task들을 각자 전담하여 수행한다. 

이 때 본 프로젝트에서는 모든 작업을 통제하는 컨트롤 타워가 존재하는 것이 아니라, 각 에이전트들이 서로서로 소통을 하면서 스스로 다음에 무슨 일을 해야하는지 판단하여 목표를 달성한다는 것이다. 그렇기 때문에 여러 에이전트 들을 체스판 위의 말이 아니라, "로켓을 만들어라!" 는 명령에 각자 알아서 "그럼 난 이걸 할게!", "너 이거 다 했니? 내가 다음작업 시작해도 될까?" 같은 소통을 통해 목표를 협동해 달성한다. 

실시간으로 모든 에이전트들을 조종하기 힘든 우주탐사나, 인터넷이 잘 닿지 않는 곳에서 불을 꺼야하는 소방드론 같은 상황이 본 시스템이 필요한 경우라고 할 수 있다. 

[2] GOMAS

GOMAS의 시스템은 1) Goal Model, 2) Agent Model, 3) Knowledge Model, 4) Communication Model 네 가지로 구성되어 있다.

먼저, Goal Model 은 위와 같은 Tree 구조로 이루어져 있으며, 맨 위의 "Extinguish fire" 가 Mission, 아래의 동그란 모양이 Goal, 네모모양이 Task 이다. 아래에 있는 Goal/Task 가 우선적으로 시행되어야 위의 Goal/Task 가 수행될 수 있다.

다음으로, Agent Model은 위와 같은 플로우로 작동하는데, 각 에이전트들은 Idle/Working 두 가지 상태를 가지면서, 의미 그대로, 일을 하고있으면 Working, 일을 마치고 다음 할 일을 찾는 상태가 Idle이다. 

Idle 상태에서는 할 일을 찾아야 하는데, 가장 Priority순서로 일을 선택하며^[각주:1], 해당 일을 다른 에이전트들이 이미 하고 있지는 않은지 확인한다. 

Knowledge base 모델은 에이전트들이 정보를 주고받고, 저장하는 형태이며, Communication Model은 에이전트들끼리 소통을 하는 방식을 정한 것이다.

[3] Case Study

직접 로봇을 이용해 테스트하는 것보다, 실험환경과 조건들을 컨트롤하기 편한 스타크래프트2 API를 사용하였다.

위 동영상은, 총 4마리의 Probe 에이전트가 "GG그리기"라는 미션을 수행하는 동영상이다. 

시뮬레이션 속도를 높이기 위해 8마리의 Probe들은 옆에서 열심히 미네랄을 모으고 있다.

만약 우리가 만든 모델이 잘못설계되었다면, 같은 자리에 건물을 두개 짓는다거나, 두 Probe가 동시에 같은 건물을 지으러 출발한다거나, Probe가 가만히 멈춰있는다거나 하는 문제가 발생했을 것이다. ^[각주:2]

---

논문과 발표 슬라이드는 아래에서 다운받을 수 있다.

Collaborative Goal Distribution in Distributed Multiagent Systems.pdf

IRC2018_002.pdf

1. 일에는 순서가 있는법! [본문으로]
2. 모델 짜는 내내 그런 경우를 수백번 보았다.... 아 얘네 왜 같이 출발해!!! 으악!!! [본문으로]